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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106214190A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610547241.7(22)申请日2016.07.12(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人王树新王建辰(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王丽英(51)Int.Cl.A61B17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构(57)摘要本发明公开了用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构,它包括弹性支撑架,在弹性支撑架上盘绕有能量交换装置,在能量交换装置上从内到外依次套有蛇形骨架和绝缘隔热套,液态金属填充在弹性支撑架、能量交换装置和蛇形骨架之间的空隙,能量交换装置与外部能量控制源相连以通过传导的方式实现能量交换装置自身温度的变化,弹性支撑架和蛇形骨架由弹性材料制成,在蛇形骨架上开有用于穿过控制蛇形骨架的左右偏转自由度和上下偏转自由度的驱动丝的丝孔道。本机构可更有效的避免工具在手术操作时的碰撞问题。CN106214190ACN106214190A权利要求书1/1页1.用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构,其特征在于:它包括弹性支撑架,在所述的弹性支撑架上盘绕有能量交换装置,在所述的能量交换装置上从内到外依次套有蛇形骨架和绝缘隔热套,液态金属填充在弹性支撑架、能量交换装置和蛇形骨架之间的空隙,所述的能量交换装置与外部能量控制源相连以通过传导的方式实现能量交换装置自身温度的变化,所述的弹性支撑架和蛇形骨架由弹性材料制成,在所述的蛇形骨架上开有用于穿过控制蛇形骨架的左右偏转自由度和上下偏转自由度的驱动丝的丝孔道。2.根据权利要求1所述的用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构,其特征在于:所述的能量交换装置采用双螺旋能量交换管,所述的外部能量控制源采用热源,所述的双螺旋能量交换管的进口通过装有双路蠕动泵的注入通道与热源相连以将热流引入双螺旋能量交换管中对液态金属进行相变控制,所述的双螺旋能量交换管的出水口通过回路管道与储存罐相连。3.根据权利要求1所述的用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构,其特征在于:所述的能量交换装置采用双螺旋电阻丝,所述的外部能量控制源采用电源,所述的双螺旋电阻丝通过正电极和负电极与电源相连产生热量以使液态金属吸热后液相化。4.根据权利要求1-3之一所述的用于单孔手术器械的刚度可控工具机构,其特征在于:所述的弹性材料为弹性橡胶或者具有弹性的有机聚合物。5.根据权利要求1-3之一所述的用于单孔手术器械的刚度可控工具机构,其特征在于:所述的液态金属采用镓铟铋铜的合金或者采用镓铟合金。2CN106214190A说明书1/3页用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构技术领域[0001]本发明涉及一种微创手术器械关节机构,特别涉及一种用于单孔手术器械的刚度可控关节。背景技术[0002]随着科学技术的发展,现代医学领域已进入了微创外科时代。虽然,早年已有人提出了经人体自然腔道的内窥镜手术(naturalorificetrans-luminalendoscopicsurgery,NOTES)的无创外科手术,但是由于该技术难度高,且需要在一个狭长的空间进行夹持缝合等手术操作,且操作精度无法满足医生的需求,因而该技术在临床上并未得到广泛的应用。而被称为过渡技术的单孔手术,因其美容效果较一般微创手术技术更好,且技术相对成熟,反而得到了广泛的应用。[0003]单孔手术是指在一个15mm-40mm的小切口上置入多个穿刺器或多孔道穿刺器,再置入手术器械进行手术操作。在现有的单孔手术操作中,由于器械多为硬杆工具且都由一个通道进入,容易产生“筷子效应”而导致器械在体内碰撞,影响手术时间和手术质量。虽然以DaVinci(专利号US8771180B2)和Titan(专利号US20110230894A1)为代表的单孔机器人手术系统利用蛇形结构解决了这一问题,但同时带来了器械刚性下降,提升力不足的问题。而本专利提出的用于单孔器械的蛇形刚度可控关节机构,不仅能解决原有的器械碰撞问题,更能通过刚度的控制,以弥补蛇形柔性机构引入带来的提升力不足的问题,对单孔机器人手术的发展具有重要意义。发明内容[0004]本发明目的在于克服已有技术的不足,提供一种既避免了器械因单孔手术空间而导致的碰撞问题并且器械刚性好的用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构。[0005]本发明通过以下技术手段实现上述目的:[0006]本发明的用于单孔手术器械的刚度可控关节蛇形机构,它包括弹性支撑架,在所述的弹性支撑架上盘绕有能量交换装置,在所述的能量交换装置上从内到外依次套有蛇形骨架和绝缘隔热套,液态